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quantum-circuit-builder

A visual drag-and-drop quantum circuit designer that lets you build, simulate, and export quantum algorithms. Place quantum gates like Hadamard, CNOT, and Pauli on qubit wires to create circuits, then run simulations to see probability distributions, Bloch sphere representations, and state vectors in real time.

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Was ist das?

🎯 Simulator-Tipps

📚 Glossar

Qubit
Das Quantenanalogon eines klassischen Bits, das gleichzeitig in einer Überlagerung von |0>- und |1>-Zuständen existieren kann.
Quantum Gate
Eine grundlegende Quantenoperation, die den Zustand eines oder mehrerer Qubits ändert, analog zu klassischen Logikgattern, jedoch auf der Grundlage von Quantenüberlagerungen.
Hadamard Gate
Ein Single-Qubit-Gate, das einen gleichen Überlagerungszustand erzeugt und |0> in (|0>+|1>)/sqrt(2) umwandelt.
CNOT Gate
Ein Zwei-Qubit-Gatter, bei dem das Kontroll-Qubit bestimmt, ob eine NICHT-Operation auf das Ziel-Qubit angewendet wird.
Bloch Sphere
Eine geometrische Darstellung des Zustandsraums eines einzelnen Qubits, wobei jeder reine Qubit-Zustand als Punkt auf der Kugeloberfläche dargestellt werden kann.
State Vector
Eine mathematische Beschreibung des vollständigen Zustands eines Quantensystems, dargestellt als komplexer Vektor im Hilbert-Raum.
Measurement
Der Prozess der Extraktion klassischer Informationen aus einem Quantensystem, der die Überlagerung in einen bestimmten Zustand kollabiert.
Superposition
Die Fähigkeit eines Quantensystems, bis zur Messung gleichzeitig in mehreren Zuständen zu existieren.
Entanglement
Eine Quantenkorrelation, bei der die Zustände von zwei oder mehr Qubits grundsätzlich miteinander verknüpft sind, unabhängig von der räumlichen Trennung.
Circuit Depth
Die Anzahl der Zeitschritte (Gatterschichten) in einem Quantenschaltkreis, wobei tiefere Schaltkreise auf verrauschter Hardware im Allgemeinen fehleranfälliger sind.
OpenQASM
Open Quantum Assembly Language, ein von IBM entwickeltes textbasiertes Standardformat zur Beschreibung von Quantenschaltkreisen.
Unitary Operation
Eine umkehrbare Quantenoperation, die durch eine einheitliche Matrix dargestellt wird und die Gesamtwahrscheinlichkeit von Quantenzuständen bewahrt.
Quantum Register
Eine Ansammlung von Qubits, die zusammen den Ein- und Ausgang einer Quantenschaltung bilden.
Phase
Der mit der Amplitude eines Quantenzustands verbundene komplexe Winkel, der sich auf Interferenzmuster, aber nicht direkt auf Messwahrscheinlichkeiten auswirkt.
Quantum Parallelism
Die Fähigkeit von Quantencomputern, eine Funktion auf vielen Eingaben gleichzeitig auszuwerten, indem sie Superposition ausnutzen.
Decoherence
Der Verlust der Quantenkohärenz aufgrund unerwünschter Wechselwirkungen mit der Umgebung führt dazu, dass Qubits ihre Überlagerung und Verschränkung verlieren.
Bell State
Ein maximal verschränkter Zwei-Qubit-Zustand, der durch Anwendung eines Hadamard-Gatters gefolgt von einem CNOT-Gatter erzeugt wird, einer von vier möglichen maximal verschränkten Zuständen.
Toffoli Gate
Ein Controlled-Controlled-NOT-Gatter mit drei Qubits, das universell für klassische Berechnungen geeignet und bei der Quantenfehlerkorrektur nützlich ist.
Quantum Interference
Das Phänomen, bei dem Quantenwahrscheinlichkeitsamplituden konstruktiv oder destruktiv kombiniert werden, wird zur Verstärkung korrekter Antworten in Quantenalgorithmen verwendet.
Ancilla Qubit
Ein Hilfs-Qubit, das in Quantenschaltungen als Hilfsmittel zur Implementierung komplexer Operationen oder zur Fehlerkorrektur verwendet wird.

🏆 Schlüsselpersonen

David Deutsch (1985)

Formalisierte das Konzept des universellen Quantencomputers und des Quantenschaltkreismodells und bewies, dass ein Quantencomputer jeden physikalischen Prozess simulieren kann

Peter Shor (1994)

Entwickelte Shors Algorithmus zur exponentiell schnelleren Faktorisierung großer Zahlen als jeder bekannte klassische Algorithmus und demonstrierte damit die potenzielle Leistungsfähigkeit von Quantenschaltungen

John Preskill (2012)

Prägte den Begriff „Quantenüberlegenheit“ (heute oft als „Quantenvorteil“ bezeichnet) und entwickelte die Theorie der fehlertoleranten Quantenberechnung mit Quantenfehlerkorrektur

Richard Feynman (1982)

Schlug die Idee vor, quantenmechanische Systeme für Berechnungen zu nutzen, und inspirierte damit den gesamten Bereich des Quantencomputings

Lov Grover (1996)

Erfand den Suchalgorithmus von Grover, der eine quadratische Beschleunigung für unstrukturierte Suchprobleme mithilfe von Quantenschaltkreisen bietet

Charles Bennett (1993)

Er war Miterfinder der Quantenteleportation und superdichten Codierungsprotokollen und demonstrierte die Leistungsfähigkeit verschränkungsbasierter Quantenschaltkreise für die Kommunikation

Adriano Barenco (1995)

Es wurde bewiesen, dass jede Quantenschaltung in Einzel-Qubit-Gatter und CNOT-Gatter zerlegt werden kann, was die Universalität gängiger Gattersätze beweist, die in Schaltkreisbauern verwendet werden

🎓 Lernressourcen

💬 Nachricht an Lernende

{'encouragement': 'Every quantum computing expert started exactly where you are now - curious but uncertain. By dragging your first gate onto a qubit wire, you have already taken a step that most people never take. Quantum computing is not magic reserved for geniuses; it is a skill you can build one gate at a time.', 'reminder': 'Remember that quantum computing is still a young and rapidly evolving field. Even researchers at the top labs are still learning and discovering new things. Your fresh perspective and questions are valuable contributions to this growing community.', 'action': 'Start by building a simple Bell state circuit: place a Hadamard gate on the first qubit, then a CNOT gate connecting the first and second qubits. Run the simulation and observe the entanglement. You have just created one of the most fundamental quantum phenomena!', 'dream': 'We dream of a world where a student in rural Bangladesh, a teenager in the mountains of Peru, or a self-taught programmer in sub-Saharan Africa can all design quantum circuits that push the boundaries of human knowledge. Quantum computing belongs to all of humanity, and tools like this exist to make that dream real.', 'wiaVision': 'WIA Book envisions a future where world-class science education is universally accessible, free, and engaging. Through interactive simulators like the Quantum Circuit Builder, we are building bridges between complex quantum physics and everyday understanding, one learner at a time.'}

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